PL216992B1

PL216992B1 - Sposób montowania łopat wirnika

Info

Publication number: PL216992B1
Application number: PL376660A
Authority: PL
Inventors: Aloys Wobben
Original assignee: Aloys Wobben
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2014-06-30
Also published as: CY1109999T1; PL401585A1; DK2273101T3; JP2008196501A; DE502004011037D1; CN1777750A; PL219722B1; CA2515082A1; EP2180180B1; NZ582987A; DE10305543C5; AU2004209032A1; CN100447405C; US7353603B2; DK1597477T3; SI2180180T1; SI2273101T1; KR20050103922A; EP1597477A2; DK2180180T3

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu montowania łopat wirnika do piasty wirnika, dołączonej do gondoli elektrowni wiatrowej.

Wraz ze zwiększaniem się wymiarów elektrowni wiatrowych i ich mocy wyjściowej zwiększa się również wielkość łopat wirnika oraz ich ciężar. Do montowania części składowych potrzebne są zatem żurawie, nadające się do transportu ładunków o zwiększonej masie własnej i na większe wysokości. Żurawie takie muszą być zatem znacznie większe.

W opisie patentowym EP 1101936 A2 przedstawiono sposób montażu części elektrowni wiatrowej m.in. łopat wirnika. Po wzniesieniu gondoli na szczyt wieży główne elementy podnoszone są za pomocą wciągarki linowej i montowane do lub w gondoli od dołu gondoli.

Z kolei w opisie patentowym JPH 1182285 A montaż części odbywa się przy pomocy niezależnego mobilnego układu dźwigowego i wykorzystaniu pomocniczej suwnicy bramowej oraz jednostki przyłączającej operującej powyżej gondoli oraz na zewnątrz jej boków. Jednostka przyłączająca posiada też usytuowaną poniżej gondoli komorę, w której usytuowane jest urządzenie dźwignicowe.

Celem wynalazku jest uproszczenie montowania łopat wirnika i polepszenie możliwości manipulowania łopatami wirnika.

Cel ten osiągnięto według wynalazku za pomocą sposobu montowania łopat wirnika do piasty wirnika elektrowni wiatrowej, przy którym piasta wirnika jest połączona z gondolą, przy czym sposób obejmuje następujące etapy:

a) obracanie piasty wirnika do uprzednio określonego pierwszego położenia,

b) mocowanie łopaty wirnika,

c) obracanie piasty wirnika za pomocą pierwszej łopaty wirnika do uprzednio określonego drugiego położenia oraz

d) montowanie drugiej łopaty wirnika, przy czym charakterystyczne jest to, że obracanie piasty wirnika przeprowadza się w kierunku działania siły ciężkości pierwszej łopaty wirnika, przy czym przed mocowaniem drugiej łopaty wirnika gondolę obraca się o 180 stopni.

Korzystnie w dalszej fazie montażu

a) piastę wirnika obraca się za pomocą drugiej łopaty wirnika do dalszego uprzednio określonego położenia,

b) gondolę obraca się znów o 180 stopni oraz

c) mocuje się trzecią łopatę wirnika.

Korzystnym jest, że żuraw sprzęga łopatę wirnika i podtrzymuje ją przy obracaniu piasty. Najkorzystniej żuraw sprzęga łopatę wirnika wykorzystując pierwszy i drugi przelotowy otwór, które przechodzą pomiędzy stroną grzbietową i spodnią łopaty wirnika, przy czym pierwszy przelotowy otwór jest w rejonie największej szerokości łopaty wirnika, a drugi przelotowy otwór jest w rejonie końca łopaty wirnika. Natomiast w innym wariancie wykonania żuraw sprzęga łopatę wirnika poprzez samodzielny przelotowy otwór przechodzący pomiędzy stroną grzbietową i spodnią łopaty wirnika w odległości około 1/3 długości łopaty licząc od nasady łopaty wirnika.

Czyli sposób montowania łopat wirnika do piasty wirnika, która jest połączona z gondolą elektrowni wiatrowej, przeprowadza się przez obracanie piasty wirnika do uprzednio określonego pierwszego położenia, mocowanie łopaty wirnika, obracanie piasty wirnika za pomocą tej łopaty wirnika do uprzednio określonego drugiego położenia, przy czym obrót piasty wirnika przeprowadzany jest w kierunku działania siły ciężkości pierwszej łopaty wirnika, która została już zamontowana.

Zatem nawet przy montowaniu łopat wirnika elektrowni wiatrowych, w których piasta jest na stosunkowo dużej wysokości, można zastosować żuraw, który wystarcza również do montowania samej piasty wirnika albo gondoli. W szczególnie korzystnym rozwinięciu tego sposobu według wynalazku gondolę obraca się o 180 stopni przed montowaniem drugiej łopaty wirnika. Procedura taka umożliwia montowanie drugiej łopaty wirnika bez konieczności zmiany usytuowania żurawia, ponieważ obrót gondoli oznacza, że położenie montowania łopaty wirnika jest znów po tej stronie elektrowni wiatrowej, po której jest ustawiony żuraw.

Jak wspomniano wyżej w dalszym korzystnym rozwinięciu tego sposobu piastę wirnika obraca się za pomocą drugiej łopaty wirnika do dalszego uprzednio określonego położenia, gondolę znów obraca się o 180 stopni i montuje się trzecią łopatę wirnika.

PL 216 992 B1

Sposób montowania trzeciej łopaty wirnika możliwy jest również bez zmiany miejsca usytuowania żurawia, a łopaty wirnika mogą być montowane w krótszym czasie dzięki uniknięciu skomplikowanej i drogiej operacji zmiany miejsca usytuowania żurawia.

Aby wspomagać ruch obrotowy piasty w prosty i skuteczny sposób, żuraw może sprzęgać się z łopatą wirnika, szczególnie korzystnie przy użyciu przelotowego otworu (otworów) w łopacie wirnika. Dzięki temu spowalnia się ruch obrotowy łopaty wirnika w kierunku działania siły ciężkości za pomocą przeciwnie skierowanej siły. Obrót zatem może być bezpiecznie kontrolowany w prosty sposób.

Tak więc, aby polepszyć możliwość manipulowania łopatą wirnika, łopata wirnika ma co najmniej jeden przelotowy otwór w określonym miejscu łopaty wirnika. Ma to w szczególności tę zaletę, że środki manipulacyjne, które mogą być przeprowadzone przez łopatę wirnika, są mocniejsze i bezpieczniejsze w użyciu niż znane procedury manipulowania przy użyciu taśm i lin mocujących.

Łopata wirnika może również mieć przelotowy otwór przechodzący prostopadle do wzdłużnej osi łopaty wirnika. Dzięki temu w zależności od kierunku przebiegu przelotowego otworu w łopacie wirnika, można nią manipulować zasadniczo w położeniu poziomym lub zasadniczo w położeniu pionowym. Gdy przelotowy otwór jest wykonany pomiędzy stroną grzbietową a spodnią łopaty wirnika możliwe jest manipulowanie łopatą wirnika w położeniu poziomym, co jest porównywalne z ustawieniem łopaty w chorągiewkę. W takim przypadku łopata wirnika wystawia najmniejsze możliwe pole powierzchni na działanie wiatru i jest w związku z tym oczywiście w najmniejszym możliwym stopniu narażona na wpływ wiatru.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym:

fig. 1 przedstawia widok z boku łopaty wirnika nadającej się do stosowania sposobu według wynalazku, fig. 2 przedstawia widok z boku alternatywnego przykładu łopaty wirnika nadającej się do stosowania sposobu według wynalazku, fig. 3 przedstawia uproszczony przekrój poprzeczny części łopaty wirnika z przelotowym otworem, fig. 4 przedstawia uproszczony przekrój poprzeczny części łopaty wirnika według wynalazku z alternatywnym przykładem wykonania przelotowego otworu, fig. 5 przedstawia sytuację początkową przy przeprowadzaniu sposobu montowania łopaty wirnika według wynalazku, fig. 6 przedstawia pierwszy etap sposobu według wynalazku, fig. 7 przedstawia drugi etap sposobu według wynalazku, fig. 8 przedstawia trzeci etap sposobu według wynalazku, fig. 9 przedstawia czwarty etap sposobu według wynalazku, fig. 10 przedstawia piąty etap sposobu według wynalazku. fig. 11 przedstawia szósty etap sposobu według wynalazku, fig. 12 przedstawia siódmy etap sposobu według wynalazku, a fig. 13 przedstawia ósmy etap sposobu według wynalazku.

Widok z góry na fig. 1 jest uproszczonym widokiem łopaty 21 wirnika. Łopata 21 wirnika ma dwa przelotowe otwory 30,32 pomiędzy nasadą 25 łopaty wirnika a końcówką 26 łopaty wirnika w kierunku wzdłużnym. Przelotowy otwór 32 jest usytuowany w obszarze końcówki 26 łopaty wirnika, natomiast przelotowy otwór 30 jest usytuowany w obszarze przy nasadzie 25 łopaty wirnika. W związku z tym miejsca te są określone tak, że zapewnione jest pewne i bezpieczne manipulowanie łopatą 21 wirnika po jej zamontowaniu na piaście wirnika elektrowni wiatrowej. Położenia otworów 30,32 są określane z uwzględnieniem połączenia z przenoszącą obciążenie konstrukcją łopaty 21 wirnika.

Figura 2 przedstawia alternatywny przykład realizacji łopaty 21 wirnika z tylko jednym pojedynczym przelotowym otworem 30a. Ten pojedynczy przelotowy otwór 30a jest w przybliżeniu usytuowany w środku ciężkości łopaty wirnika, tak że łopata ta może być również przemieszczana bezpiecznie za pomocą środków manipulacyjnych. W tym przypadku brane jest również oczywiście pod uwagę połączenie z konstrukcją przenoszącą obciążenie.

Możliwe są również dalsze przykłady wykonania z więcej niż dwoma przelotowymi otworami.

Figury 3 i 4 przedstawiają przykładowo alternatywne wykonania przelotowych otworów.

Figura 3 przedstawia cylindryczny przelotowy otwór 30,32, który może być zamykany przez odpowiednie człony przykrywające.

Figura 4 przedstawia przelotowy otwór 30,32, który jest również cylindryczny w części środkowej, ale części końcowe przelotowego otworu 30,32, które sąsiadują z powierzchniami łopaty 21 wirnika, są powiększone. Powiększenie takie umożliwia lepsze mocowanie członów przykrywających,

PL 216 992 B1 które zamykają przelotowy otwór 30,32, aby uniemożliwiać przedostawanie się brudu i wilgoci oraz ze względu na równe wprowadzenie członów przykrywających w powierzchnię łopaty, uniemożliwienie wpływu na przepływ przy otworze. Do mocowania takiego członu przykrywającego (nie pokazano) należy rozważyć różne znane możliwe sposoby, takie jak na przykład kształt podcięty, gwint śrubowy itp.

Figura 5 przedstawia sytuację początkową sposobu według wynalazku do mocowania łopat wirnika do piasty wirnika elektrowni wiatrowej. Korzystnie dotyczy to stosowania łopat wirnika z przelotowymi otworami, jak pokazano na fig. 1 i 2. Tu i na dalszych fig. 5 - 13 części składowe potrzebne do opisania wynalazku są przedstawione w znacznym uproszczeniu. W związku z tym przez 10 oznaczono maszt elektrowni wiatrowej, przez 12 oznaczono ustawienie gondoli, przez 14 oznaczono koło zakreślane przez łopaty wirnika, przez 16, 17 i 18 oznaczono usytuowanie złącza łopat wirnika, a przez 21, 22 i 23 oznaczono zamocowane łopaty wirnika.

W celu mocowania łopat wirnika do piasty wirnika gondoli elektrowni wiatrowej środki manipulacyjne są mocowane w przelotowych otworach 30,32, aby umożliwić przenoszenie łopat wirnika bezpiecznie do góry do piasty wirnika za pomocą tych środków i za pomocą żurawia. Ponieważ te przelotowe otwory przechodzą pomiędzy stroną grzbietową i spodnią łopaty wirnika, takie łopaty wirnika mogą być bezpiecznie przestawiane w położeniu poziomym. Zastosowanie opisanych powyżej przelotowych otworów w łopatach wirnika znacznie upraszcza opisany dalej sposób montowania tych łopat wirnika.

Na fig. 5 koło 14 zakreślane przez łopaty wirnika w kierunku obserwacji jest umieszczone za masztem 10 elektrowni wiatrowej, a złącza 16, 17, 18 łopaty wirnika są usytuowane w miejscach odpowiadających na zegarze pozycji godziny 12.00, 4.00 i 8.00.

W pierwszym etapie tego sposobu, piasty wirnika przemieszcza się do określonego z góry położenia. Przedstawiono to na fig. 6. Ważne jest w związku z tym to, że złącze 17 łopaty wirnika jest teraz w położeniu odpowiadającym godzinie 9.00 na zegarze. Złącze 16 wirnika jest teraz w położeniu godziny 1.00, a złącze 18 łopaty wirnika jest w położeniu godziny 5.00 na zegarze.

Usytuowanie złącza 17 łopaty wirnika, które jest osiągnięte w ten sposób, umożliwia teraz przymocowanie łopaty 21 wirnika do tego złącza łopaty wirnika w położeniu poziomym. W tym celu łopatę wirnika unieruchamia się w żądanym położeniu. Takie działanie unieruchamiające jest przewidziane w celach podanych w dalszej części opisu i nie jest już dalej wyraźnie wymieniane.

Sytuacja po zamontowaniu pierwszej łopaty 21 wirnika jest przedstawiona na fig. 7. Łopata 21 wirnika jest tu w położeniu odpowiadającym godzinie 9.00, podczas gdy złącza 16 i 18 łopat wirnika są odpowiednio w położeniach odpowiadających godzinie 1.00 i godzinie 5.00.

Następny etap tego sposobu przedstawiony jest na fig. 8. Łopata 21 wirnika jest tu opuszczona do położenia odpowiadającego godzinie 7.00 na zegarze. Ten ruch opuszczania może być powodowany przez działanie siły ciężkości. Równocześnie żuraw (nie pokazano), który uniósł łopatę 21 wirnika do położenia montowania, może działać w kierunku przeciwnym do ruchu obrotowego i przez to powodować kontrolowany ruch obrotowy.

Na rysunku tym widać również, że złącze 18 łopaty wirnika jest teraz w położeniu odpowiadającym godzinie 3.00 na zegarze, a złącze 16 łopaty wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 11.00.

Na fig. 9 wyraźnie widać, że przy niezmienionym położeniu piasty wirnika gondola została obrócona o 180°, tak że koło zakreślane przez łopaty 14 wirnika jest usytuowane przed masztem 10 w kierunku obserwacji. Dzięki temu obrotowemu ruchowi gondoli łopata 21 wirnika jest teraz w położeniu odpowiadającym godzinie 5.00, a złącze 16 łopaty wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 1.00, zaś złącze 18 wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 9.00. Następna łopata wirnika, która została podniesiona za pomocą żurawia do położenia poziomego, może teraz być mocowana do złącza 18 łopaty wirnika bez konieczności zmiany położenia żurawia.

Powstająca wtedy sytuacja jest przedstawiona na fig. 10. Złącze 16 łopaty wirnika jest tu nadal w położeniu odpowiadającym godzinie 1.00, pierwsza łopata 21 wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 5.00, natomiast druga łopata 22 wirnika jest teraz w położeniu odpowiadającym godzinie 9.00.

Aby zapewnić przygotowanie do montowania trzeciej łopaty wirnika, jak pokazano na fig. 11, łopata 21 wirnika jest następnie przechylana z położenia odpowiadającego godzinie 5.00 do położenia odpowiadającego godzinie 7.00 za pomocą żurawia. W konsekwencji, druga łopata 22 wirnika zostaje przemieszczona do położenia odpowiadającego godzinie 11.00, a złącze 16 łopaty wirnika przechodzi

PL 216 992 B1 do położenia odpowiadającego godzinie 3.00. W konsekwencji, gondola jest znów obrócona o 180 stopni.

Wynik takiego ruchu obrotowego jest przedstawiony na fig. 12. Z punktu widzenia obserwatora koło 14 zakreślane przez łopaty wirnika jest teraz znów usytuowane za masztem 10. W konsekwencji bez zmiany położenia piasty wirnika pierwsza łopata 21 wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 5.00, druga łopata 22 jest w położeniu odpowiadającym godzinie 1.00, a złącze 16 łopaty wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 9.00. W ten sposób trzecia łopata wirnika może być montowana do tego złącza 16 łopaty wirnika znów bez zmiany w usytuowaniu żurawia. Przedstawiono to na fig. 13. Pierwsza łopata 21 wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 5.00, druga łopata 22 wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 1.00, a trzecia łopata 23 wirnika jest w położeniu odpowiadającym godzinie 9.00. Sposób według wynalazku zostaje na tym zakończony, a wszystkie trzy łopaty wirnika są przymocowane do piasty elektrowni wiatrowej.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób montowania łopat wirnika do piasty wirnika elektrowni wiatrowej, przy którym piasta wirnika jest połączona z gondolą, obejmujący następujące etapy;

a) obracanie piasty wirnika do uprzednio określonego pierwszego położenia,

b) mocowanie łopaty wirnika,

c) obracanie piasty wirnika za pomocą pierwszej łopaty wirnika do uprzednio określonego drugiego położenia oraz

d) montowanie drugiej łopaty wirnika, znamienny tym, że obracanie piasty wirnika przeprowadza się w kierunku działania siły ciężkości pierwszej łopaty (21) wirnika, przy czym przed mocowaniem drugiej łopaty (22) wirnika gondolę obraca się o 180 stopni.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że

a) piastę wirnika obraca się za pomocą drugiej łopaty (22) wirnika do dalszego uprzednio określonego położenia,

b) gondolę obraca się znów o 180 stopni oraz

c) mocuje się trzecią łopatę (23) wirnika.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że żuraw sprzęga łopatę (21, 22) wirnika i podtrzymuje ją przy obracaniu piasty.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że żuraw sprzęga łopatę (21, 22) wirnika wykorzystując pierwszy i drugi przelotowy otwór (30,32), które przechodzą pomiędzy stroną grzbietową i spodnią łopaty (21, 22) wirnika, przy czym pierwszy przelotowy otwór (30) jest w rejonie największej szerokości łopaty (21, 22) wirnika, a drugi przelotowy otwór (32) jest w rejonie końca łopaty (21, 22) wirnika.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że żuraw sprzęga łopatę (21, 22) wirnika poprzez pojedynczy przelotowy otwór (30a) przechodzący pomiędzy stroną grzbietową i spodnią łopaty (21, 22) wirnika w odległości około 1/3 długości łopaty licząc od nasady łopaty (21,22) wirnika.